用于燃料输送系统的气缸内充气系统和方法

申请号 CN201380055912.2 申请日 2013-09-09 公开(公告)号 CN104755719A 公开(公告)日 2015-07-01
申请人 恩吉迪克斯有限责任公司; 发明人 罗德里克·哈里斯; 约瑟夫·勒尔; 贾斯汀·沃纳;
摘要 一种充气系统,包括:提供到 发动机 气缸 中的通路的 阀 ;被联接成与所述阀落体连通的贮存器;以及 控制器 ,该控制器能够操作成打开和关闭所述阀,直到所述贮存器内达到 阈值 压 力 条件。储存在所述贮存器内的压缩气体被用在 燃料 输送系统中,以准备对输送到发动机的燃料装料。
权利要求

1.一种充气系统,包括:
,所述阀提供到发动机气缸的通路;
贮存器,所述贮存器被联接成与所述阀流体连通;
控制器,所述控制器能够操作成打开和关闭所述阀,直到所述贮存器中达到阈值条件。
2.根据权利要求1所述的充气系统,其中,所述阀包括提升阀
3.根据权利要求2所述的充气系统,其中,所述提升阀被偏压到关闭位置
4.根据权利要求1所述的充气系统,其中,在发动机开始起动时的压缩循环期间,所述控制器打开所述阀。
5.根据权利要求1所述的充气系统,其中,所述控制器工作以控制所述贮存器内储存的压缩空气到燃料输送系统中的流动。
6.根据权利要求1所述的充气系统,其中,所述贮存器包括柱形储存罐。
7.根据权利要求5所述的充气系统,其中,所述贮存器保持一定量的足以用于至少一个发动机点火序列的压缩空气。
8.根据权利要求2所述的充气系统,其中,所述阀包括所述气缸中的被布置成向外打开的提升阀孔。
9.根据权利要求1所述的充气系统,还包括螺线管,所述螺线管被构造成使所述阀在打开和关闭位置之间移动。
10.一种从发动机气缸中排除压缩空气的方法,包括:
提供阀和贮存器,所述阀提供到发动机气缸的通路,所述贮存器被联接成与所述阀流体连通;
在发动机压缩冲程期间打开所述阀;
在所述阀打开的同时,将来自所述气缸的压缩空气收集到所述贮存器中;
将所述压缩空气储存在所述贮存器内,以用在燃料输送系统中。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括:当所述贮存器中达到预定压力条件时,关闭所述阀。
12.根据权利要求10所述的方法,还包括:当所述发动机压缩冲程完成时,关闭所述阀。
13.根据权利要求10所述的方法,其中,所述阀包括:直接到所述气缸中的阀孔;位于所述气缸内的阀座;以及能够移动成与所述阀座密封接触和脱离密封接触的提升阀。
14.根据权利要求10所述的方法,还包括将所述阀偏压到关闭位置。
15.一种启动发动机的方法,包括:
提供充气系统和燃料输送系统,所述充气系统包括阀和贮存器,所述阀被构造为通向所述发动机的动力缸,所述贮存器被连接成与所述阀及所述燃料输送系统流体连通;
在所述发动机的压缩循环期间打开所述阀;
将来自所述气缸的压缩空气收集到所述贮存器中;
将所述压缩空气从所述贮存器输送到所述燃料输送系统;
将燃料从所述燃料输送系统输送到所述气缸,以启动所述发动机。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:在完成所述发动机的压缩循环之后,关闭所述阀。
17.根据权利要求15所述的方法,还包括:在所述贮存器中达到预定压力条件之后,关闭所述阀。
18.根据权利要求15所述的方法,还包括:仅在所述贮存器中达到预定压力条件之后才将所述压缩空气输送到所述燃料输送系统。
19.根据权利要求15所述的方法,还包括:在所述发动机启动之后,切断从所述贮存器到所述燃料输送系统的压缩空气。
20.根据权利要求17所述的方法,还包括:利用发动机的多个压缩循环来达到所述贮存器中的所述预定压力条件。
21.根据权利要求15所述的方法,还包括:提供螺线管,以便基于所述气缸的压缩循环和所述贮存器中的压力条件而在打开位置和关闭位置之间操作所述阀。

说明书全文

用于燃料输送系统的气缸内充气系统和方法

技术领域

[0001] 本公开涉及燃料系统,并且更具体地涉及为利用多种流体将燃料输送到发动机的燃料输送系统提供压缩气体。

背景技术

[0002] 多年来,为了将液体转变为容易转变成气相的气溶胶或细颗粒的目的,已经开发出许多类型的装置。许多这样的装置已经被开发出来,例如,用以准备用于在内燃机中使用的燃料。为了优化发动机燃烧室内的燃料化,燃料必须被汽化、利用氧化剂(例如,空气)均匀化且处于化学计量的气相混合物中。理想的燃料雾化和汽化能够实现更完全的燃烧并且随之降低发动机输出污染。在下或高海拔发动机操作的情形下,氧化剂可以更有效地成为另一种流体(气体或液体)。在特殊的服务应用中,基于氧化剂的燃烧效率选取氧化剂,而不考虑成本。氧化剂选择的另一种因素是每氧化单元(例如,过氧化氢等)的质量
[0003] 更具体地,关于内燃机,化学计量是这样一种状况,在该状况下,以均匀混合物供应完全燃烧给定量的燃料所需的氧气量,从而导致最佳正确燃烧,且没有由于从不完全或者效率低的氧化而剩余的残留物。理想地,燃料应完全汽化、与空气相互混合且在点火之前均匀化以正确氧化。未汽化的燃料液滴在常规内燃机和外燃机中不点燃或不完全燃烧,这降低了燃料效率并且增加了发动机输出污染。
[0004] 通过调节温度和压来减少或控制排放副产物的尝试通常影响NOx副产物。为了满足排放标准,这些残留物必须被处理,典型地需要在催化转化器或洗涤器中进行处理之后。这些残留物的这种处理导致附加的燃料成本,以操作催化转化器或洗涤器,并且可能需要附加的部件成本以及所涉及的封装和质量要求。对应地,由不完全燃烧引起的发动机输出残留物的任何减少将有经济和环境利益。
[0005] 除上述问题之外,在化学计量的空气/燃料混合物中未完全汽化的燃料导致燃烧发动机以低于峰值效率运行。当燃料未完全地燃烧时,燃料的化学能的较小部分转化成机械能。浪费了燃料能量,并且产生了不必要的污染。因此,通过进一步分裂且更完全地汽化燃料-空气混合物,可以得到更好的燃料效率。
[0006] 已经做出许多尝试来减轻上述关于燃料汽化和不完全燃料燃烧的问题。在汽车发动机中,例如,为了燃料输送,进入口或直接燃料喷射已经几乎普遍地取代增作用。燃料喷射器将燃料直接地喷射到发动机的进入口或气缸中,并且是受电子控制的。相对于增碳作用,喷射器有利于独立地对输送到每个气缸的燃料量进行更准确的计量和控制。这减少或消除了装料输送时间,从而促进最佳的瞬间操作。然而,燃料喷射器喷雾的燃料液滴尺寸不是最佳的,并且在点火之前留给燃料与空气进行混合的时间很少。
[0007] 一些类型的燃料输送系统需要压缩空气源,以便正确地将燃料输送到气缸用于燃烧。压缩空气典型地由发动机、被发动机操作的压缩机部件、或者发动机的非车载电器装置(electrically off-board)提供。当在压缩机进行操作之前启动发动机时,存在与为燃料输送系统提供压缩空气源有关的挑战。发明内容
[0008] 本文描述的原理可解决上述缺陷和其它缺陷中的一些。一方面提供了一种充气系统,该充气系统包括提供到发动机气缸的通路的、被联接成与所述阀流体连通的贮存器以及控制器,所述控制器能够操作成打开和关闭所述阀,直到所述贮存器中达到阈值压力条件。
[0009] 所述阀可以包括提升阀。所述提升阀可以被偏压到关闭位置。在所述发动机开始起动时的压缩循环期间,所述控制器可以打开所述阀。所述控制器可以工作以控制所述贮存器内储存的压缩空气到燃料输送系统中的流动。所述贮存器可以包括储存罐。所述贮存器可以保持一定量的足以用于至少一个发动机点火序列的压缩空气。所述阀可以包括所述气缸中的被布置成向外打开的提升阀孔。所述充气系统可以包括螺线管,该螺线管被构造为使所述阀在打开位置和关闭位置之间移动。
[0010] 本公开的另一方面涉及一种从发动机气缸中排除压缩空气的方法。所述方法包括提供阀和贮存器,其中,该阀提供到所述发动机气缸的通路,并且该贮存器被联接成与所述阀流体连通。所述方法还包括:在发动机压缩冲程期间打开所述阀;当所述阀打开的同时,将来自所述气缸的压缩空气收集到所述贮存器中;以及,将所述压缩空气储存在所述贮存器内,以用在燃料输送系统中。
[0011] 所述方法还可以包括:当所述贮存器内达到预定压力条件时,关闭所述阀。所述方法可以包括:当所述发动机压缩冲程完成时,关闭所述阀。所述阀可以包括:直接到所述气缸中的阀孔;位于所述气缸内的阀座;以及能够移动成与所述阀座密封接触和脱离密封接触的提升阀。所述方法可以包括将所述阀偏压到关闭位置。
[0012] 根据本公开的另一方法涉及启动发动机的方法。所述方法包括:提供充气系统和燃料输送系统,其中所述充气系统包括阀和贮存器,该阀被构造为通向所述发动机的动力缸,该贮存器被连接成与所述阀及所述燃料输送系统流体连通。所述方法包括:在所述发动机的压缩循环期间打开所述阀;将来自气缸的压缩空气收集到所述贮存器内;将所述压缩空气从所述贮存器输送到所述燃料输送系统;以及,将燃料从所述燃料输送系统输送到气缸中以启动发动机。
[0013] 所述方法可以包括:在完成所述发动机的压缩循环之后,关闭所述阀。所述方法可以包括:在所述贮存器内达到预定压力条件之后,关闭所述阀。所述方法可以包括:仅在所述贮存器内达到预定压力条件之后才将所述压缩空气输送到所述燃料输送系统。所述方法可以包括:在所述发动机启动之后,切断从所述贮存器到所述燃料输送系统的压缩空气。所述方法可以进一步包括:利用所述发动机的多个压缩循环来达到所述贮存器中的预定压力条件。所述方法还可以包括:提供螺线管,以便基于所述气缸的压缩循环和所述贮存器中的压力条件而在打开位置和关闭位置之间操作所述阀。附图说明
[0014] 附图示出下面讨论的某些实施例,并且是说明书的一部分。
[0015] 图1是示出根据本公开的一个示例性充气系统的示意图。
[0016] 图2是示出根据本公开的另一示例性充气系统的示意图。
[0017] 图3是示出根据本公开的又一示例性充气系统的示意图。
[0018] 图4A和4B是根据本公开的一种示例性充气系统车辆组件的透视图。
[0019] 图5A和5B是根据本公开的分别布置在关闭位置和打开位置的示例性阀组件的横截面图。
[0020] 图6示出了据本公开的一种示例性的操作策略的流程图
[0021] 图7示出了根据本公开的另一示例性的操作策略的流程图。
[0022] 在所有附图中,相同的附图标记和描述表示相似但不必相同的元件。

具体实施方式

[0023] 下面描述了例举性的实施例和方面。当然,将理解,在任何这种实际实施例的开发中,必须做出很多实施方式特定的决定,以实现研发者的特定目标,诸如遵从将从一种实施变化到另一种实施的系统相关和商业相关的约束。而且,将理解,这种研发努力可能是复杂且耗时的,但是将不过是具有本公开益处的本领域技术人员承担的例行程序。
[0024] 本公开涉及燃料准备系统和方法,以及产生用于该燃料准备系统的增压空气的相关系统和方法。一种类型的燃料准备系统具有双流体输入,其中流体之一是气体(例如,空气),并且另一种流体是液体(例如,液体燃料诸如汽油)。需要供应气体以开始燃料准备系统的操作,从而将准备好的燃料装料输送到发动机以用于启动发动机。一旦发动机运行,则机械或电子地驱动压缩机可以承担将压缩气体源提供到燃料准备系统的任务。在启动发动机之前,利用例如充气贮存器罐、转换器、重整器或者其它的充气供应装置可以提供压缩气体的供应。
[0025] 当发动机发动以启动时,根据本公开的一种示例性的充气系统在最初发动机旋转的压缩冲程期间,收集来自所述发动机的气缸的压缩空气。所述压缩空气被储存在贮存器内,以提供足够用于操作所述燃料准备系统的空气容积以启动发动机。可需要至少一个压缩循环,以充分地对所述充气系统装料,从而提供适当的空气容积来启动发动机。所述贮存器内的空气压力可以在发动机开动期间被监测,以确定何时可以开始点火顺序(例如,来自燃料准备系统的燃料输送)。一旦发动机开始点火,发动机驱动的或者脱离发动机的压缩机可以承担将压缩空气提供到燃料准备系统的责任。在一个实例中,可以在瞬时发动机需求量处应用可变位移压缩机–因此以较低的量减小寄生损失。
[0026] 本文公开的示例性的充气系统可以操作,以便在发动机开动期间清除来自发动机的动力缸的气体(例如,空气)。被清除的压缩空气可以和燃料准备系统诸如双流体喷射系统一起使用,以启动发动机。在美国专利公开No.2011/0284652中公开了一种示例性的双流体喷射系统和相关方法,其全部内容通过引用并入本文中。
[0027] 根据本公开的一种示例性的充气系统包括充气阀组件、贮存器、控制阀和控制器(例如,发动机控制单元(ECU))。所述充气阀组件可以包括阀构件(例如,提升阀),该阀构件提供到发动机的动力缸燃烧室中的通路。在发动机的压缩循环期间,通过充气阀组件从所述发动机动力缸取出压缩空气。所述压缩空气被储存在所述贮存器内。所述充气阀组件在打开位置和关闭位置之间操作,以收集来自发动机动力缸的压缩空气(典型地在压缩冲程期间)。可以在多个循环中收集来自动力缸压缩冲程的空气,直到所述贮存器内达到阈值压力。所述控制器随后开始发动机启动序列,其中,来自所述贮存器的压缩空气被输送到空气计量装置,所述空气计量装置将压缩空气供给到燃料输送装置,所述燃料输送装置将燃料输送到发动机。一旦发动机被启动,控制阀就从所述贮存器切换到压缩机,所述压缩机在发动机的动力下以机械或电子方式操作,用于将压缩空气供给到所述空气计量装置。
[0028] 现在参照图1,示出了一种示例性充气系统10的示意图,该充气系统10包括充气阀组件12、贮存器14、控制阀16、压缩机18、单向阀20、控制器22和空气计量装置24。充气阀组件12提供来自发动机气缸30的气流。利用充气阀组件12进入的气体行进经过单向阀20至控制阀16。控制阀16控制气体到贮存器14的流动。贮存器14被联接到空气计量装置24。空气计量装置24控制输送到燃料输送装置26的空气的流率和压力。空气计量装置24可以包括调节阀(例如,预置阀或可变阀)。调节阀可以是可变的,经由例如发动机控制单元(ECU)基于系统参数或工作周期/需要而变化。燃料输送装置26利用来自空气计量装置24的压缩空气产生燃料装料并将燃料装料输送到发动机28。控制阀16可以在气体从充气阀组件12流动到空气计量装置24的位置和空气从压缩机18流动到空气计量装置24的位置之间进行操作。
[0029] 控制器22可以控制充气系统10的多个零件的操作。例如,控制器22可以接收来自发动机28的与发动机气缸30内的活塞位置有关的传感器信号,以帮助确定何时充气阀组件12应当在打开位置和关闭位置之间被操作。来自空气系统(例如,来自空气供应轨(air supply rail)、歧管或如图4A中示出的系统的其它部分上的传感器329,该传感器直接传送空气系统信息)的与例如贮存器14内的压力条件和控制阀16的被操作位置有关的传感器信号,也可以被控制器22用来帮助确定例如何时通过将压缩空气从空气计量装置24输送到燃料输送装置26来发动点火循环。典型地,控制阀16操作,以便仅在发动机28已启动且压缩机18进行操作以产生压缩空气之后提供贮存器14和压缩机18之间的连通流动。
[0030] 参照图5A和5B示出并进一步详细地描述了一种示例性充气阀组件12。充气阀组件12包括阀元件40、阀座42、阀孔44、螺线管46和偏压元件48。阀元件40包括杆50和头部52。当充气阀组件12处于如图5A中示出的关闭位置时,头部52抵靠着阀座42密封。操作该螺线管46可使头部52移动离开阀座42,以允许气体(例如,空气)流过如图5B中示出的阀孔44。偏压元件48将头部52偏压到图5A的关闭位置中。
[0031] 图5A和5B中示出的充气阀组件12典型地被称为提升阀或提升阀组件。其它类型的阀可用于代替提升阀,诸如例如旋转阀。提升阀典型地提供了重量要求最小、在头部52和阀座42的交界处通常可靠的密封以及通过偏压元件48的操作进入关闭位置的失效模式的优点。此外,提升阀不需要改变燃烧室的几何结构。提升阀在朝外的方向上通向到燃烧室内,从而允许在阀元件40的周围并且通过阀孔44的最大空气流动,以便供充气系统10使用。此外,当发动机点火并且活塞移动时,由于头部52的顶部被迫返回到阀座42内,提升阀可以维持非常紧密的密封。
[0032] 如上文指出的,传感器可用于确定在发动机气缸30内工作的活塞的位置。控制器22基于在发动机气缸30内工作的活塞的位置(例如,曲柄位置)在关闭位置和打开位置之间操作充气阀组件12。可以使用多个传感器,其中一个传感器指示曲柄位置,而另一个传感器确定气缸处于哪个循环。典型地,充气阀组件12在压缩冲程期间被操作到打开位置,并在保持的曲柄位置期间被关闭。充气阀组件12可以被打开和关闭几次(例如,打开循环),以便获得操作燃料输送装置26所需的贮存器14内的压缩空气量。
[0033] 贮存器14可以具有任何预期的形状、尺寸和容积。贮存器14可以是安装在发动机28外侧的独立形成的结构。在替代构造中,贮存器14被集成到发动机28内,例如被形成(例如,铸造)到发动机组或发动机头的一部分中。图3示出了一种示例性的充气系统200,该充气系统200包括集成到发动机28内的贮存器14。在其它布置中,贮存器14被设置为独立部件。至少一个传感器可以与贮存器14相关联,以确定贮存器14内的压力条件。
一种示例性的贮存器14可以具有在大约1L到大约3L范围内的容积,更优选地,对于4个气缸的多缸发动机,具有大约2L的容积。
[0034] 控制阀16例如可以(但不限于)是三通阀或往复阀。控制阀16在第一位置和第二位置之间进行操作,在第一位置,气体从充气阀组件12流动到贮存器14,在第二位置,从充气阀组件12到贮存器14的流路被关闭,并且在压缩机18和贮存器14之间的单独流路被打开。例如,基于在贮存器14内感测到的压力条件、压缩机18的操作状态和发动机28的操作条件,可以在第一位置和第二位置之间操作控制阀16。
[0035] 压缩机18可以是机械驱动式的或电子压缩机。典型地,在发动机28已被启动之后,机械驱动式的压缩机18是可操作的,并且压缩机18被发动机28提供动力。电子压缩机可以通过利用由发动机28产生的电进行操作,或者可以提取来自不同动力源诸如与发动机操作无关的电池的电。利用机械驱动的压缩机18可以提供低成本、低重量、简单的选项,从而为用于燃料输送装置26的压缩空气提供最低要求。
[0036] 单向阀20被定位在充气阀组件12与贮存器14或控制阀16之间的流动线路中。单向阀20有助于防止从充气阀组件12收集的压缩空气倒流。
[0037] 控制器22可以是发动机控制单元(ECU)的组成部分。控制器22可以接收来自空气交换系统10和发动机28的多种传感器的输入,并接收涉及充气系统10、燃料输送装置26和发动机28的各种部件的操作的反馈。在最小值处,控制器22典型地控制充气阀组件
12在打开位置和关闭位置之间的操作,控制控制阀16在第一位置和第二位置之间的操作,并且控制储存在贮存器14内的压缩空气的输送或者从压缩机18输送到空气计量装置24的压缩空气的输送。控制器22可以为充气系统10提供其它的操作和相关的方法。
[0038] 空气计量装置24可以调节储存在贮存器14内的压缩空气的流率和压力条件,所述压缩空气被输送到燃料输送装置26。在一个实例中,空气计量装置24提供压力为大约4Bar/58psi到大约6Bar/87psi和流率为大约2.2kg/hr到大约22kg/hr的空气流。
[0039] 在图1示出的布置中,贮存器14可以充当用于从充气阀组件12或压缩机18输送到空气计量装置24的压缩空气的缓冲器。在一个实例中,经由充气阀组件12供给的压缩空气能够以在发动机的压缩循环期间收集的短脉冲内被输送到贮存器14,直到贮存器14内达到阈值压力条件。压缩机18可以具有压缩空气输出,该输出基于例如发动机28的操作条件进行调制。贮存器14可以调节或缓冲从空气压力源(例如,发动机气缸30或压缩机18)输送的峰值压力和谷值压力,从而使输送到空气计量装置24的压缩空气的条件是较一致的。
[0040] 现在参照图2,另一种示例性的充气系统100包括用于贮存器14相对于控制阀16的不同布置。图2示出了贮存器14处于充气阀组件12和控制阀16之间的供给线路中。控制阀16进行操作,以接收来自贮存器14或压缩机18的空气流,并且将压缩空气输送至空气计量装置24。控制阀16在作为压缩空气源的贮存器14和压缩机18之间切换。
[0041] 如上文指出的,图3示出了一种充气系统200,其中,贮存器14被集成为发动机28的一部分或一个部件。在其它的布置中,充气系统200的其它零件或部件可以被集成到发动机28内,或者被相互组合,以提供例如具有较少部件的更紧凑的、较不复杂的系统。
[0042] 图4A和4B示出了另一示例性的充气系统300,该系统在某些方面类似于上面参照图1描述的示意性充气系统10。充气系统300包括第一和第二充气阀组件312A、312B、贮存器314、控制阀316、压缩机318、空气计量装置324(也被称为压力调节器)和压力传感器334。充气系统300可以被连接至安装到发动机328的第一和第二燃料输送装置326A、326B。压缩机318可以是机械的、发动机驱动的压缩机,其进行操作以便在发动机328进行操作之后提供压缩空气。充气系统300可以进一步地或替代地包括电子压缩机332,在发动机开始为贮存器装料之前,或者在发动机作为一种替代的压缩空气源被启动之后,电子压缩机332可用于如果压缩机318或第一和第二充气阀组件312A、312B未正确地进行操作,则通过利用电池能量产生压缩空气。
[0043] 贮存器314被定位在位于控制阀316和第一和第二燃料输送装置326A、326B之间的管线中。第一和第二充气阀组件312A、312B被连接成与控制阀316流体连通。
[0044] 参照图6,示出了操作这里描述的充气系统10、100、200之一的一种示例性操作策略或方法400。该方法的最初步骤402可以包括贮存器14内的初始压力检查。如果贮存器压力高于阈值压力水平,则系统可以通过将来自贮存器的压缩空气通过空气计量装置输送到燃料输送装置而自动移动到启动发动机的步骤418。如果贮存器的压力条件低于阈值水平,则步骤404提供读取发动机位置传感器以便在步骤406中确定发动机位置和发动机循环。在步骤408中,在发动机的压缩循环期间打开充气阀。在步骤410中,当阀打开时,空气被移出燃烧室而进入贮存器内。在步骤412中,系统监测贮存器内的压力条件。在步骤414中,当发动机未处于燃烧循环时,关闭充气阀。当在步骤416中在贮存器内达到启动发动机(例如,操作燃料输送装置)所需的阈值压力时,在步骤418中通过操作燃料输送装置启动发动机。如果在贮存器内未达到阈值压力,则系统返回到步骤406,以再次打开充气阀,以将来自燃烧室的额外空气收集到贮存器内。
[0045] 方法400的另外步骤可以包括在发动机开始接收来自压缩机(例如,机械式的或电子压缩机)的压缩空气之后操作控制阀,该控制阀利用来自发动机的能量而被操作。由压缩机提供的压缩空气可以被用于操作燃料输送装置,以继续发动机的操作。
[0046] 在发动机已被启动之后,本文公开的充气系统可用作压缩机的备用系统。例如,在发动机的操作期间,压缩机可能出现故障。充气系统的控制器可以鉴别压缩机已发生故障(例如,经由空气计量装置感测供给到燃料输送装置的压力的下降),并且切换控制阀16,以便为了发动机的正进行的操作而接收来自充气阀组件的压缩空气。
[0047] 在一个实例中,贮存器14可以被装载超过用于操作燃料输送装置26所需量(例如,压力水平)的压缩气体量。在发动机启动之后并且在压缩机18是完全操作的并产生足够的压缩空气以操作燃料输送装置26之前,收集在贮存器14内的额外气体可用于临时操作发动机一段时间。在发动发动机28的启动循环之前为贮存器14设定的阈值压力条件可以高于启动发动机和/或最初操作燃料输送装置所需的空气压力的最小量。
[0048] 现在参照图7,根据本公开的另一个示例性操作策略或方法500包括提供阀和贮存器的第一操作步骤502,其中,该阀提供到发动机气缸的通路,并且该贮存器被联接成与所述阀流体连通。步骤504包括在发动机的压缩冲程期间打开该阀。步骤506包括:在该阀打开的同时,将来自发动机气缸的压缩空气收集到贮存器中。在步骤508中,该压缩空气被储存在贮存器内,以便稍后供燃料输送系统使用,以将燃料输送到发动机中。
[0049] 方法500还可以包括在作为压缩空气源的贮存器和压缩机(例如机械式压缩机)之间进行切换,该压缩机在发动机启动后由发动机进行供电。替代地,贮存器被用于取决于控制阀的被操作位置来收集来自发动机气缸或压缩机的压缩空气。在发动机启动之前和之后,当由发动机气缸或压缩机提供的缩空气量发生波动时,贮存器可以充当缓冲器。
[0050] 在制动期间可以使用气缸内的充气阀和贮存器,以通过储存由发动机压缩的空气而提供“再生制动”能量。压缩期间被累积在贮存器内的压力提供发动机制动,因此更有效的车辆制动。被储存的气体(例如,空气)随后被发送到气动达或其它空气操作的动力传动系统部件,以便在较高的转矩要求模式期间提供车辆发动或转矩援助,因此减小了燃料消耗。
[0051] 根据本公开的另一示例性方法涉及利用充气系统改进发动机。所述方法可以包括在形成有发动机气缸的壳体内形成(例如,钻孔)阀孔和阀座。阀元件被安装到发动机,并且能够在阀孔中操作,以控制气体从发动机气缸30流动到贮存器14。贮存器14被联接成与空气计量装置24流体连通,并且空气计量装置24被联接成与燃料输送装置26流体连通。压缩机18也可联接成与空气计量装置24流体连通。控制阀可以被定位在位于充气阀和贮存器之间或者位于贮存器和空气计量装置之间的流动线路中,如上参照图1和2描述的。
[0052] 与通过利用本文公开的充气系统相关联的一个优点是便于发动机启动,在发动机起动期间利用发动机作为空气,从而消除了在发动机启动期间对独立提供动力的空气源的需求。
[0053] 另一个潜在优点是减轻了与企图储存压缩空气用于在发动机启动期间被燃料输送装置使用的相关联的险。被储存空气的消耗可能由储存装置的渗透性或系统中的泄漏而产生,当发动机不运行时可能发生所述泄漏。被储存的空气装料的消耗将另外抑制双流体燃料输送装置的操作。本文公开的充气系统可以通过在启动期间或者刚好在启动之前当发动机起动时收集一定量的压缩空气而避免对被储存的压缩空气的依赖。
[0054] 另一个潜在优点涉及消除了在启动发动机之前对为贮存器装料或者另外将压缩空气供给到燃料输送装置的电动泵的需求。避免使用电泵可以保存蓄电池容量,所述电池容量可能另外需要用于发动机和其它部件诸如运载发动机的车辆部件的操作。
[0055] 又一优点可涉及机械发动机驱动的压缩机泵的实施方式,以便在发动机被发动之后提供压缩空气源。在可用电负荷有限的地方,使用机械压缩机泵可能是有优势的。
[0056] 一种更另外的潜在优点涉及由充气系统提供的附加功能性,具有相当少的或者不具有增加的往复运动质量、寄生负载或惯量。
[0057] 双流体系统对于采用为特殊任务而量身定制的多种氧化剂和混合物的情形可能是理想的。
[0058] 已被提供的在前描述仅用于示出和描述下面要求保护的原理的某些方面、实施例和实例。其并非意图是穷举的或者将所描述的原理限制到所公开的任何准确形式。鉴于上述公开,许多变型和变体是可能的。这种变型是本发明人预期的且在权利要求范围内。所描述的原理的范围由所附权利要求限定。
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